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電力技術(shù)
110KV超聲波局部放電帶電檢測系統(tǒng)
時間:2022-09-03

中試控股業(yè)內(nèi)知名局放儀專家魯工為您詮釋:110KV超聲波局部放電帶電檢測系統(tǒng)(ZSJF-9900局部放電綜合試驗儀)

ZSJF-9900局部放電綜合試驗儀用于高壓開關(guān)柜、環(huán)網(wǎng)柜、變壓器、GIS、架空線路、電纜終端、電纜分支箱等設(shè)備的絕緣狀態(tài)檢測與評估。
局部放電巡檢儀主要用于高壓電氣設(shè)備的局部放電檢測,中試控股采用脈沖電流原理。由于絕大部分高壓電氣設(shè)備,其高低壓側(cè)或接地部分都存在分布電容,高場強區(qū)發(fā)生放電時,會耦合到接地部分并通過接地線進入大地。卡在接地線上,檢測其局放產(chǎn)生的脈沖電流信號,從而獲得被檢測設(shè)備的局部放電信息。主要用于電纜、變壓器、電抗器、GIS、開關(guān)柜等中高壓設(shè)備的局部放電信號檢測。

特高頻(UHF)法檢測原理
電力設(shè)備絕緣體中絕緣強度和擊穿場強都很高,當局部放電在很小的范圍內(nèi)發(fā)生時,擊穿過程很快,將產(chǎn)生很陡的脈沖電流,其上升時間小于1ns,并激發(fā)頻率高達數(shù)GHz 的電磁波。局部放電檢測特高頻(UHF)法基本原理是通過UHF 傳感器對電力設(shè)備中局部放電時產(chǎn)生的超高頻電磁波(300MHz ≤ f ≤ 3GHz )信號進行檢測,從而獲得局部放電的相關(guān)信息,實現(xiàn)局部放電監(jiān)測。根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備情況的不同,可以采用內(nèi)置式超高頻傳感器和外置式超高頻傳感器。如圖4-1所示為特高頻檢測法基本原理示意圖。由于現(xiàn)場的電暈干擾主要集中300MHz 頻段以下,因此UHF 法能有效地避開現(xiàn)場的電暈等干擾,具有較高的靈敏度和抗干擾能力,可實現(xiàn)局部放電帶電檢測、定位以及缺陷類型識別等優(yōu)點。
4.2 超聲波(US)法檢測原理
局部放電發(fā)生前,放電點周圍的電場力絕緣介質(zhì)的機械應力和粒子力處于相對平衡狀態(tài)。局部放電發(fā)生時電荷的快速釋放或遷移使電場發(fā)生改變,打破了平衡狀態(tài),引起周圍粒子發(fā)生震蕩性機械運動,從而產(chǎn)生聲音或振動信號,如圖4-2所示。超聲波法通過在設(shè)備腔體外壁上安裝超聲波傳感器來測量局部放電信號。該方法特點是傳感器與地理設(shè)備的電氣回路無任何聯(lián)系,不受電器方面的干擾,但在現(xiàn)場使用時容易受周圍環(huán)境噪聲或設(shè)備機械振動的影響。由于超聲信號在電力設(shè)備常用絕緣材料中的衰減較大,超聲波檢測法的檢測范圍有限,但具有定位準確度高的優(yōu)點。局部放電產(chǎn)生的聲波的頻譜很寬,可以從幾十Hz 到幾MHz,其中頻率低于20kHz的信號能夠被人耳聽到而高于這一頻率的超聲波信號必須用超聲波傳感器才能接收到。通過測量超聲波信號的聲壓大小,推測放電的強弱。此外超聲波法還具有可探測不同類型的故障,如懸浮、尖端、沿面等,可在線檢測不影響設(shè)備正常運行,具有很高的靈敏度,良好的抗電磁干擾能力以及具有定位準確度高等

ZSJF-9900局部放電綜合試驗儀應用領(lǐng)域
發(fā)、配電企業(yè)
鐵路系統(tǒng)
石油化工供電系統(tǒng)
航空航天檢測領(lǐng)域
自動化檢測領(lǐng)域
ZSJF-9900局部放電綜合試驗儀中試控股引用標準
局部放電測量GB/T 7354
電力設(shè)備局部放電現(xiàn)場測量導則 DL/T 417
高電壓試驗技術(shù) 第一部分:一般試驗要求 GB/T 16927.1
高電壓試驗技術(shù) 第二部分:測量系統(tǒng) GB/T 16927.2
高電壓試驗技術(shù) 第3部分: 現(xiàn)場試驗的定義及要求 GB/T 16927.3
ZSJF-9900局部放電綜合試驗儀功能
(1)對運行變壓器、GIS等高壓一次設(shè)備不接觸掃描,發(fā)現(xiàn)并定位外部放電;
(2)對變壓站開放(露天)設(shè)備帶電掃描,發(fā)現(xiàn)并定位各種放電(電暈、電弧、閃絡(luò)、爬電、斷線、拉弧等);
(3)對運行中的高壓開關(guān)柜掃描,發(fā)現(xiàn)并定位局部放電、螺絲松動等故障;
(4)發(fā)現(xiàn)并定位鐵塔上的絕緣子放電,露天電纜頭的爬電,地下電纜的局部放電;
(5)在電力系統(tǒng)的交接及預防性試驗中,主變及GIS的局放試驗中,用該裝置配合局放儀使用,如有局部放電,可區(qū)分是內(nèi)部放電還是外部放電,如是外部放電,可定位具體的放電點;
(6)大型油漬式變壓器及GIS等生產(chǎn)廠家的出廠試驗中,該裝置在局放試驗中配合局放儀使用,如有放電,在局放儀的屏幕上不能看出是內(nèi)部放電還是外部放電,用手持式巡檢定位儀進行掃描。可很快發(fā)現(xiàn)并定位外部放電,如無外部放電則判斷為內(nèi)部放電。對干式變壓器的出廠局放試驗,用該裝置配合局放試驗儀使用,能很快區(qū)分是內(nèi)部放電還是外部放電。另外對帶電運行的干式變壓器進行掃描,無論是內(nèi)部放電還是外部放電,都能準而快地發(fā)現(xiàn)并定位;
(7)大型機械設(shè)備軸承,因潤滑不良產(chǎn)生的機械故障,用該裝置可檢測并定位;
(8)高壓密封氣體液體的泄漏檢測。
ZSJF-9900局部放電綜合試驗儀特點
(1)手持式、非接觸、可視化、可聽并存儲顯示波形、帶電不接觸檢測。
(2)信號接收范圍:最遠可達50m。
(3)信號放大倍數(shù)大、靈敏度高。
(4)強度適中的綠色激光描準,陽光下人眼易跟蹤。
(5)天線為雷達式軍用環(huán)焦天線,聚焦能力強。
(6)顯示器可時時顯示波形,并可存儲有價值的波形。
(7)定位準確,安全可靠,簡單實用。
(8)功能強大,使用范圍廣,適用于電力系統(tǒng),鐵路及石化冶金等行業(yè)的電力
監(jiān)測、機械故障監(jiān)測、高壓密封氣體液體等泄露監(jiān)測。
(9)除對鐵路系統(tǒng)的變電站的放電進行巡檢定位外,特別適合鐵路電力系統(tǒng)的接觸網(wǎng)的各種絕緣及連接故障,查找及定位。詳見后面說明。
(10)安全先進,狀態(tài)檢修的好幫手。

ZSJF-9900局部放電綜合試驗儀技術(shù)參數(shù)
通道數(shù) 獨立4通道
采樣速率 1M、5M、10M可選
采樣精度 12bit
量程切換 -40dB,-20dB,0dB,20dB,40dB,60dB共6檔
測量頻帶 3dB 帶寬 10kHz~1MHz
數(shù)字濾波 10kHz~1MHz 任意選擇
程控濾波器分段 低端頻率:10kHz,20kHz,40kHz,80kHz 
高端頻率:100kHz,200kHz,300kHz,400kHz
本量程非線性誤差 10%
測量范圍 0.1pC~100,000pC
靈敏度 0.1pC
可測試品的電容量范圍 6pF~250μF
試驗電源頻率范圍 50~500Hz
顯示
顯示屏 12” TFT真彩色觸摸液晶顯示屏
分辨率 1024×768
接口
USB 3路,可外接鼠標鍵盤,以及外接移動存儲設(shè)備
電源模式 AC 220V;頻率50Hz;功率300W
電信號接口 4路BNC接口,用于信號輸入
光信號接口 4路,用于信號輸入
網(wǎng)口 1路
接地鈕 外部接地
通用說明
CPU 主頻1.60GHz
內(nèi)存 2.0GB
硬盤 128GB固態(tài)硬盤
系統(tǒng) Windows Xp
工作環(huán)境 環(huán)境溫度:-10~45℃ 相對濕度:≤95%
尺寸 長×寬×高:474mm × 288mm × 370mm
重量 15.8kg

技術(shù)特性
通道數(shù) 2個電信號接口,一個外同步接口
采樣精度 12bit
量程切換 60dB、50dB、40dB、30dB、20dB、10dB、0dB、-10dB共8檔
頻帶范圍 80k-200kHz、40k-300kHz
本量程非線性誤差 5%
量程范圍 0.1pC~100000pC
靈敏度 0.1pC
可測試品的電容量范圍 6pF~250μF
試驗電源頻率范圍 50~400Hz
顯示
顯示屏 7” TFT真彩色觸摸液晶顯示屏
分辨率 800×480
存儲
物理存儲 256MB  DDR2,為運行內(nèi)存
SD卡存儲 標配16G卡,可升級為32G,用于存儲試驗記錄及試驗數(shù)據(jù)
接口
RS232 用于與PC機同步傳輸接口
USB 可外接鼠標鍵盤,以及外接移動存儲設(shè)備
電源模式 AC 220V
電信號接口 2路BNC接口,用于信號輸入
SMA接口 外同步接口
SD卡插槽 可插入最大支持32G的SD卡
網(wǎng)口 可擴展
接地鈕 外部接地用
通用說明
CPU 主頻533MHz
系統(tǒng) WINCE6.0
使用環(huán)境溫度 -20℃至45℃
存儲環(huán)境溫度 -20℃至60℃
尺寸 長×寬×高:350mm × 245mm × 175mm
重量 5.8kg
◆采用并聯(lián)法的整個系統(tǒng)的接線原理圖
該系統(tǒng)采用脈沖電流法檢測高壓試品的局部放電量,由控制臺控制調(diào)壓器和變壓器在試品的高壓端產(chǎn)生測試局放所需的預加電壓和測試電壓,通過無局放耦合電容器和輸入單元將局部放電信號取出并送至局部放電檢測儀顯示并判斷和測量。系統(tǒng)中的高壓濾波器可以防止在測試過程中試品擊穿而損壞其他設(shè)備,阻塞放電電流進入試驗變壓器,并且可以抑制從高壓電源進入的諧波干擾,隔離濾波器是將電源的干擾和整個測試系統(tǒng)分開,降低整個測試系統(tǒng)的背景干擾。
幾種典型的局部放電測量回路連接方法
a電壓互感器:電壓互感器的試驗方法可歸結(jié)為兩大類,即在被試品高壓側(cè)加壓或低壓側(cè)加壓(即二次繞組自勵磁產(chǎn)生),一般推薦采用高壓側(cè)加壓,但在現(xiàn)場若受到客觀條件的限制,無適當?shù)碾娫丛O(shè)備,則采用低壓側(cè)加壓。
注:電壓互感器高壓線圈首末兩端絕緣水平相等的,應向兩個高壓端子輪流施加電壓,共進行兩次試驗。當一個高壓端子加壓時,另一個高壓端子應接到低壓端子上。
低壓側(cè)加壓:
1) 輸入單元和互感器串接,以雜散電容Cs取代耦合電容器Ck,其試驗接線如圖6-4-A所示。外殼可并接在X處,也可直接接地。
2) 當干擾影響測量時,可采用鄰近相的互感器或性能相近的互感器連接成平衡回路的接線,如圖6-4-B所示,被試互感器勵磁,非被試互感器不勵磁,以降低干擾。此時采用脈沖鑒別系統(tǒng)測試效果更佳。
3) 輸入單元和耦合電容器Ck串接,其試驗接線如圖6-4-C所示。外殼可直接接地。
為防止勵磁電流過大,電壓互感器試驗的預加電壓,可采用150Hz或其它合適的頻率作為試驗電源。
b 電流互感器:
電流互感器局部放電試驗,試驗電壓由外施電源產(chǎn)生,一般有三種檢測方法:
1)輸入單元和互感器串接,以雜散電容Cs取代耦合電容器Ck,其試驗接線如圖6-5-A所示。試驗變壓器一般按需要選用單級變壓器串接(例如單級電壓為60kV的3臺變壓器串接),其內(nèi)部放電量應小于規(guī)定的允許水平。互感器若有鐵芯C端子引出,則并接在B處。電容式互感器的末屏端子也并接在B處。外殼最好接B,也可直接接地。
2)當干擾影響測量時,可采用鄰近相的互感器或性能相近的互感器連接成平衡回路的接線,如圖6-5-B所示,被試互感器施加高壓,非被試互感器不施加高壓,以降低干擾。此時采用脈沖鑒別系統(tǒng)測試效果更佳。
3)輸入單元和耦合電容器Ck串接,其試驗接線如圖6-5-C所示。外殼可直接接地。
? 通道電信號的連接方式:
1) 首先將儀器的接地端子用電纜線可靠接地;
2) 將交流220V電源線插接在儀器標有(AC220V)的電源插口上;
3) 將輸入單元(檢測阻抗)的初級末端和接地端子短接并接地(非平衡輸入);
4) 用50歐姆同軸電纜將儀器通道BNC口與輸入單元的“至局放儀”端子連接。
5) 兩通道連接方式相同。
? 用試品的高壓套管末屏作為耦合電容,進行局放測試:(參見附錄圖3局放試驗接線圖)
1) 將輸入單元的初級首端與被測試品的高壓套管末屏連接(接線盡量短);
2) 這種連接方式下,需要校準儀器時,將校準脈沖發(fā)生器輸出的紅線夾子,夾至高壓套管的頂端,同時將其黑線接地。(參見附錄圖1校準接線圖)
? 用專用高壓耦合電容進行局放測試:(參見附錄圖4局放試驗接線圖)
1) 對于已配裝輸入單元的耦合電容,用50歐姆同軸電纜將耦合電容下端標有“至局放儀”的BNC口接至局放儀的信號輸入端;將耦合電容的高壓端子用帶均壓管的電纜接至被測試品的高壓端子。
2) 對于未配裝輸入單元的耦合電容,應將耦合電容的低壓端用短線與輸入單元的初級首端連接,輸入單元的初級末端與接地端連接后接地。輸入單元上“至局放儀”的端子用50歐姆同軸電纜接至局放儀信號輸入端;將耦合電容的高壓端子用帶均壓管的電纜接至被測試品的高壓端子。
3) 以上兩種接線方式在校準時,校準脈沖發(fā)生器的接線是相同的,應將校準脈沖發(fā)生器輸出的紅線夾子,夾至試品的高壓端子上,同時將黑線夾子接地。(參見附錄圖2校準接線圖)
(注意:在加高壓前,請將“校準脈沖發(fā)生器”取下,否則可能造成重大事故!!)
先打開儀器后面板上的電源開關(guān),儀器自動進入軟件主界面,點擊主界面  進行試驗檔案的建立以及試驗信息的輸入。
6.3系統(tǒng)設(shè)置
點擊主界面 按鈕,進入“系統(tǒng)設(shè)置”界面,進行您需要的設(shè)置。
? [觸發(fā)方式]:軟件自動、外部觸發(fā)、軟件同步(默認)
? [同步頻率]:50 Hz ~400Hz,默認50Hz 
? [帶寬]:80kHz-200kHz、40kHz-300kHz
? 其他設(shè)置按照自己習慣進行設(shè)置如[記錄]、[顯示]、[增益調(diào)節(jié)]、[平橢圓旋轉(zhuǎn)(°)]等
6.4增益選擇
? 自動增益:軟件根據(jù)設(shè)定,自動調(diào)節(jié)增益狀態(tài)。
? 手動調(diào)節(jié)增益:軟件提供了對當前增益狀態(tài)指示,提示用戶手動調(diào)節(jié)至合適的增益,保證測量的準確性。
增益放大倍數(shù)過高:提示向低放大倍數(shù)方向調(diào)節(jié)。
試驗回路校準
儀器在每次接線完畢開始試驗前,都必須先進行校準以獲得準確的檢測結(jié)果。
校準的過程如下:
1) 將校準脈沖發(fā)生器按規(guī)定方法接入試驗回路,確認回路沒有電壓,校準脈沖發(fā)生器的電池充足(工作紅燈亮),然后,施加適當?shù)姆烹娒}沖。
2) 打開 “系統(tǒng)設(shè)置”,選中“增益調(diào)節(jié)”中的“自動調(diào)節(jié)”。
3) 根據(jù)施加在被測試產(chǎn)品兩端的已知電荷量,在通道設(shè)置區(qū)域的“量值(pC)”內(nèi)輸入需要校準的放電值(應與校準脈沖發(fā)生器選擇的數(shù)值相等)。
4) 按通道設(shè)置區(qū)域的“校準”按鈕,校正過程開始,并彈出確認框。
5) 持續(xù)幾秒后,觀察“電量值”與校準脈沖發(fā)生器所選數(shù)值是否相等,待其顯示數(shù)據(jù)穩(wěn)定后按確認框中的“保存”按鈕,保存所選擇通道的校準結(jié)果。
6) 重復上述過程校準其他通道。
7) 校正完畢后應拆除校準脈沖發(fā)生器,準備正式檢測。
可以根據(jù)現(xiàn)場的實際情況,在校準的過程中,有選擇的進行如下操作,以便使校準更加準確:
1) 如果出現(xiàn)固定頻率的干擾信號,可以選擇合適的頻帶將其濾除。改變?yōu)V波頻帶后,必須重新進行校準。
2) 如果出現(xiàn)較大的靜態(tài)干擾,可采用靜態(tài)抗干擾方法,并重新進行校準。
6.6檢測
基本檢測步驟如下:
1) 校正完畢后,即可進入檢測階段。
2) 按下“運行”(主界面)按鈕,進入測量狀態(tài),運行按鈕此時顯示為“停止”。這時在波形顯示區(qū)應該可以觀察到儀器的背景。如未拆除校準脈沖發(fā)生器,則在最后校準通道的波形顯示區(qū)將出現(xiàn)均勻規(guī)則的波形,此時,拆除校準脈沖發(fā)生器后,即可進行正常測試。
3) 當待測試產(chǎn)品具備施加試驗電壓的條件后,開始加壓。(注意在加壓前一定要取下校準脈沖發(fā)生器!)
4) 加壓后,若有局部放電發(fā)生,波形顯示區(qū)出現(xiàn)局部放電波形,同時在波形顯示區(qū)上方顯示本通道的局部放電量峰值。若沒有局部放電發(fā)生,波形顯示區(qū)出現(xiàn)的是該試驗回路的背景波形,在波形顯示區(qū)上方顯示本通道的背景讀數(shù)。
5) 在運行過程中,可根據(jù)需要,隨時選用如下功能:
開窗技術(shù)、手動保存數(shù)據(jù)、自動保存數(shù)據(jù)、各種抗干擾、波形分析、頻譜分析 (各功能的操作方法見“高級功能”章節(jié))。
6) 如果要結(jié)束測量,只需按下主畫面“停止”按鈕即停止試驗,或直接按“退出”按鈕,退出檢測程序。






 

 

 

 

 

 

 

 

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